YD∕T 3831.1-2021 集成相干收发光组件 第1部分:100Gb∕s(通信).pdf
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1、ICS33.180.01 M 33 YD 中华人民共和国通信行业标准 YD/T XXXX.1202X 集成相干收发光组件 第 1 部分:100Gb/s Integrated coherent transmit-receive optical sub-assembly Part 1: 100Gb/s (报批稿) 在提交意见反馈时,请将您所知道的相关专利连同支持性文件一并附上 202X-XX-XX 发布 202X-XX-XX 实施 中华人民共和国工业和信息化部发 布 YD/T XXXX.1-202XI目次 前言 .II 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 术语和定义 .2 4 缩略语 .
2、2 5 分类及功能框图 .3 6 技术要求 .3 7 参数测试 .8 8 可靠性试验 .10 9 检验规则 .12 10 标志、包装、运输和贮存 .14 附 录 A (资料性附录)光组件工作原理 .15 附 录 B (资料性附录)光组件外形尺寸 .17 附 录 C (资料性附录)光组件引出端排列和管脚定义 .20 YD/T XXXX.1-202XII 前言 YD/T XXXX集成相干收发光组件计划发布以下部分: 第 1 部分:100Gb/s; 第 2 部分:400Gb/s; 。 本部分为 YD/T XXXX 的第 1 部分。 本部分按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 请注意本文
3、件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由中国通信标准化协会提出并归口。 本部分起草单位 : 中兴通讯股份有限公司、深圳新飞通光电子技术有限公司、中国信息通信科技集团有限公司、 中国信息通信研究院、 中国联合网络通信集团有限公司、 武汉华工正源光子技术有限公司。 本部分主要起草人:沈百林、武成宾、马广鹏、陈悦、江毅、吴冰冰、沈世奎、汤彪。 YD/T XXXX.1-202X1 集成相干收发光组件 第1部分:100Gb/s 1范围 本部分规定了 100Gb/s 集成相干收发光组件(以下简称“光组件”) 的工作原理和功能框图、技术要求、测试方法、可靠性试验、检验规
4、则、标志、包装、运输和贮存等。 本部分适用于100Gb/s集成相干收发光组件。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2828.1 计数抽样检验程序 第 1 部份:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB/T 9771.7 通信用单模光纤 第 7 部分:接入网用弯曲损耗不敏感单模光纤特性 GB/T 20440-2006 密集波分复用/解复用器技术条件 GB/T 24365-2009 通信用光探测器组
5、件测试方法 GB/T 26125 电子电气产品 六种限用物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚)的测定 GB/T 26572-2011 电子信息产品中有毒有害物质的限量要求 YD/T 2799.1-2015 集成相干光接收器技术条件 第 1 部分:40Gbit/s YD/T 2799.2-2015 集成相干光接收器技术条件 第 2 部分:100Gbit/s YD/T 2799.3-2018 集成相干光接收器技术条件 第 3 部分:100Gbit/s 小型化 YD/T 2804.2-2015 40Gbit/s/100Gbit/s 强度调制可插拔光收发合一模块 第 2 部分:425Gbit
6、/s YD/T 2969.3-2018 100Gbit/s 双偏振正交相移键控(DP-QPSK)光收发模块技术条件 第 3 部分:CFP2-ACO 光模块 YD/T 3126.1-2016 集成可调谐光源模块 第 1 部分:接口 YD/T 3432 通信用偏振保持光纤特性 SJ/T 11364-2014 电子电气产品有害物质限制使用标识要求 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2017 静电放电敏感度试验-人体放电模型(HBM)组成等级(For Electrostatic Discharge Sensitivity Testing-Human Body Model(HBM) Comp
7、onent Level) Telcordia GR-468-CORE:2004 用于通信设备的光电器件通用可靠性保证要求(General reliability assurance for optoelectronic devices) OIF-IC-TROSA-01.0 集成相干收发光组件实施协议(Implementation Agreement for Integrated Coherent Transmit-Receive Optical Sub Assembly) 3术语和定义 YD/T 2799.2-2015 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 接收端光反射 RX opt
8、ical reflectance YD/T XXXX.1-202X2 输入端返回的光功率与输入光功率的比值,单位为分贝(dB)。 3.2 输出端光反射 TX optical reflectance 输出端反射信号与输出光功率的比值,单位为分贝(dB)。 3.3 VOA衰减范围 VOA attenuation range 可变光衰减器可设置的响应度最大值与最小值的比值,单位为分贝(dB)。 3.4 VOA电压范围 VOA voltage range 可变光衰减器可设置的最大响应度和最小响应度对应的电压范围。 4缩略语 下列缩略语适用于本文件。 AQL 接收质量限(Acceptance Quali
9、ty Limit) BGA 球状引脚栅格阵列(Ball Grid Array) GND 地(Ground) LO 本振光(Local Oscillator) LoS 信号丢失(Loss of Signal) MPD 监视光电二极管(Monitor Photo Diode) MZ 马赫-泽德(Mach-Zehnder) NC 不连接(No Contact) OIF 光互联论坛(Optical Internetworking Forum) PD 光电二极管(Photo Diode) RF 射频(Radio Frequency) RX 接收端(Receive) TIA 跨阻抗前置放大器(Transi
10、mpedance Preamplifier) TROSA 收发光组件(Transmit-Receive Optical Sub-assembly) TWI 双线接口(Two-Wire Interface) TX 发送端(Transmit) VOA 可变光衰减器(Variable Optical Attenuator) VS 制造商定义(Vendor Specific) 5分类及功能框图 YD/T XXXX.1-202X35.1分类 依据OIF-IC-TROSA-01.0,按光组件是否集成激光器可分为: Type-1:不含可调谐激光器; Type-2:集成可调谐激光器。 按是否气密封装可分为:
11、Type-a:气密封装; Type-b:非气密封装。 5.2功能框图 光组件的功能框图见图 1,Type-1 提供外接本地光源的光接口,Type-2 内置有本地光源激光器,工作原理参见附录 A。 图 1 光组件功能框图 6技术要求 6.1光纤类型 光组件的光纤类型见表 1。 表1 光纤类型 类型 光纤要求 光组件的本地光源输入光纤a 保偏光纤,符合YD/T 3432要求,颜色透明 信号光输入光纤、信号光输出光纤 单模光纤,符合GB/T 9771.7要求,颜色为白色或有色(非透明) a 适用于Type-1。 6.2极限条件 光组件的极限条件见表 2。 XY-混频器平衡接收跨阻放大XY-IQ调制器
12、驱动器可调衰减/光功率监测接收光信号发送光信号本地光源(Type-1)接收数据发送数据YD/T XXXX.1-202X4 表2 极限条件 参数 最小 最大 单位 贮存温度 -40 +85 最大输入光功率 - 18 dBm 工作电压(P0) -0.5 +4 V 6.3推荐工作条件 光组件的推荐工作条件见表 3。 表3 推荐工作条件 参数 最小 典型 最大 单位 工作温度(管壳) -5 - +80 相对湿度 5 - 85 % 符号速率 - 32 34 GBaud 工作波长 1528 - 1567 nm 工作电压(P0) 3.15 - 3.45 V 输入信号光功率(单波) -18 - 0 dBm 输
13、入本振光功率a 3 - 18 dBm a 光组件工作时,用户将根据具体的使用条件,将输入信号光功率与输入本振光功率进行合适的匹配。 光组件的电源要求见表 4。 表4 电源要求 光组件类型 符号 标称电压范围 电压最小值 电压标称值 电压最大值 单位 P0+ +3.3 3.15 3.3 3.45 V P1+ 0 +12 VS VS VS V P2- 0 -12 VS VS VS V P3+ 0 +12 VS VS VS V P4- 0 -12 VS VS VS V P5+ 0 +12 VS VS VS V Type-1 P6+ 0 +12 VS VS VS V P0+ +3.3 3.15 3.3
14、 3.45 V P1+ 0 +12 VS VS VS V P2- 0 -12 VS VS VS V P3+ 0 +12 VS VS VS V P4- 0 -12 VS VS VS V P5+ 0 +18 VS VS VS V Type-2 P6+ 0 +12 VS VS VS V P0电压用于光组件内部逻辑控制和管理接口;P1P6电压由制造商定义;在低功耗模式下,仅P0正常工作,P1P6关断。 YD/T XXXX.1-202X56.4光电性能要求 光组件的光电性能要求见表 5。 表5 光电性能要求 参数名称 测试条件 最小值 最大值 单位 备注 本地光源 激光器频率调节范围 工作温度范围内,工
15、作波长范围内 191.35 196.20 THz 适用于 Type-2 激光器频率稳定度 工作温度范围内,工作波长范围内 -1.8 +1.8 GHz 适用于 Type-2 激光器频率栅格 工作温度范围内,工作波长范围内 3.125 100 GHz 适用于 Type-2 激光器线宽 工作温度范围内,工作波长范围内 - 500 kHz 适用于 Type-2 发送端 TX光插入损耗 工作温度范围内,工作波长范围内 待研究 待研究 dB 适用于 Type-1 TX光反射 工作温度范围内,工作波长范围内 - -27 dB TX光输入功率 - - 18 dBm 适用于 Type-1 TX光输出功率 工作温
16、度范围内,工作波长范围内 待研究 待研究 dBm 适用于 Type-2 TX光输出功率稳定度 工作温度范围内,工作波长范围内 -1.5 +1.5 dB TX输出光功率关断值 工作温度范围内,工作波长范围内,关断激光器 - -35 dBm TX的 X/Y 功率不平衡度 工作温度范围内,工作波长范围内 - 1.5 dB 外 MZ 消光比 - 20 - dB 内 MZ 消光比 - 22 - dB 适用于 MZ 无内置 VOA TX 射频信号带宽 S21 3dB,归一化到 1GHz 18 - GHz 1GHzfRF16GHz - -8 dBe 16GHzfRF24GHz - -6 dBe TX S11
17、 回波损耗 24GHzfRF32GHz - -4 dBe TX最大差分输入摆幅 XI、XQ、YI、YQ 的输入数据 500 - mVppd TX最小差分输入摆幅 XI、XQ、YI、YQ 的输入数据 - 300 mVppd RF 差分阻抗 - 90 110 TX IQ 时延差 XI 和 XQ 之间,以及 YI 和 YQ 之间 - 50 ps TX 总时延差 - - 100 ps TX IQ 时延差变化 - - 1.5 ps TX总时延差变化 - - 4 ps TX低频截止频率 - - 1 MHz TX偏振消光比 工作温度范围内,工作波长范围内 15 - dB TX边模抑制比 工作温度范围内,工作
18、波长范围内 37 - dB 适用于 Type-2 接收端 信号输入光功率 单波输入信号,工作温度范围内,工作波长范围内 -18 0 dBm 总信号输入光功率 多波输入信号,工作温度范围内,工作波长范围内 - 16 dBm YD/T XXXX.1-202X6 表 5 (续) 6.5外形尺寸 光组件的外形尺寸参见附录 B。 6.6引出端排列和管脚定义 参数名称 测试条件 最小值 最大值 单位 备注 RX光反射 - -27 dB RX射频信号带宽 S21 3dB,归一化到 1GHz 18 - GHz 1GHzfRF16GHz - -8 dBe 16GHzfRF24GHz - -6 dBe RX S2
19、2 电回波损耗 24GHzfRF32GHz - -4 dBe RX最大差分输出摆幅 600 - mVppd RX最小差分输出摆幅 - 300 mVppd 信号光输入,工作温度范围内,工作波长范围内 - -20.0 dBe 直 流 共 模 抑 制 比(CMRRDC) 本振光输入,工作温度范围内,工作波长范围内 - -16.0 dBe 信号光输入,工作温度范围内,工作波长范围内,频率范围 40GHz - -16.0 dBe 交 流 共 模 抑 制 比(CMRRAC) 本振光输入,工作温度范围内,工作波长范围内,频率范围 40GHz - -14.0 dBe RX低频截止频率 - 1 MHz RX相位
20、误差 工作温度范围内,工作波长范围内 -7.5 +7.5 RX通道内时延差 通道内 P 和 N 之间 - 1 ps RX通道时延差 XI、XQ、YI、YQ 之间 - 50 ps RX XY 时延差变化 工作温度范围内,工作波长范围内 - 3.0 ps RX IQ 时延差变化 工作温度范围内,工作波长范围内 - 2.0 ps RX信号响应度 工作温度范围内,工作波长范围内 0.03 0.12 A/W RX本振光响应度 工作温度范围内,工作波长范围内 0.01 0.12 A/W RX MPD 响应度 0.02 0.20 A/W RX MPD 串扰 工作温度范围内,工作波长范围内 - -35 dB
21、总谐波失真 工作温度范围内,工作波长范围内 - 5.0 % YD/T XXXX.1-202X7光组件引出端排列和管脚定义参见附录 C。 6.7外观要求 光组件的外观应平滑、洁净、无油渍、无伤痕及裂纹,整个器件牢固,尾纤无松动或与连接器插拔平顺。标志清晰牢固,标志内容应符合 10.1 要求;标志贴放位置应符合 GB/T 191 中相关要求。 6.8环保符合性要求 光组件的组成单元分类应符合 GB/T 26572-2011 中表 1 的规定,有毒有害物质的限量要求按 GB/T 26125 规定检测,应符合 GB/T 26572-2011 中表 2 的要求。 7参数测试 7.1测试环境要求 测试环境
22、要求如下: 温度:1535; 相对湿度:45%75%; 大气压力:86kPa106kPa。 当不能在标准大气条件下进行测试时,应在测试报告上写明测试环境条件。 7.2测试仪器要求 测试所用的仪器设备应在规定的有效校准期内, 如无特殊说明, 测试精度应高于所测参数精度至少一个数量级。 7.3激光器线宽 按YD/T 3126.1-2016中的6.3.1规定进行测试。 7.4激光器频率 按YD/T 2969.3-2018中的7.3.1规定进行测试。 7.5TX光插入损耗 测试步骤如下: a) 本地光源端口输入光中心频率为 fi,测量输入光功率 P1,单位为分贝毫瓦(dBm); b) 设置特定调制格式
23、,例如 QPSK,调制器处于正常工作状态,记录 TX 端口输出光功率 P2,单位为分贝毫瓦(dBm); c) TX光插入损耗计算为 P1-P2; d) 依次测量其他频率,以及测量其他调制格式。 7.6TX光输出功率、稳定度、关断功率 按YD/T 2969.3-2018中的7.3.2规定进行测试。 7.7TX边模抑制比 按YD/T 2804.2-2015中的6.3.1规定进行测试。 YD/T XXXX.1-202X8 7.83dB 射频信号带宽 测试框图见 YD/T 2799.1-2015 的图 3。 测试步骤如下: a) 校正仪器,将两台可调激光光源校正到相同波长; b) 给测试板供电,通过数
24、据采集卡,将接收器设置于手动增益控制模式; c) 调整偏振控制器,使得 X 偏振态的各个 PD 响应度为最大; d) 保持可调激光光源 2 的波长不变,以 1GHz 为步长,调整可调激光光源 1 的波长,使两激光光源的频率差从 1GHz50GHz。 e) 测量相应频率差条件下的射频功率; f) 将所测得的射频功率对 f=1 GHz 时的射频功率进行归一化,得到射频功率-信号频率的曲线; g) 在该曲线上查找 3dB 功率点的频率,即为被测通道的 3dB 射频信号带宽 BWi,单位为 GHz;其中 iX 偏振各通道射频输出,包括 XI-P,XI-N,XQ-P,XQ-N; h) 调整偏振控制器,使
25、得 Y 偏振态各个 PD 响应度为最大; i) 重复步骤 d)g),得到 Y 偏振态被测通道的 3dB 射频信号带宽 BWj,其中 jY 偏振各通道射频输出,包括 YI-P,YI-N,YQ-P,YQ-N。 7.9信号光响应度 按YD/T 2799.1-2015中的7.3.2规定进行测试。 7.10本振光响应度 按YD/T 2799.2-2015中7.3.3的规定进行测试。 7.11平衡度 按YD/T 2799.1-2015中7.3.4的规定进行测试。 7.12共模抑制比 按YD/T 2799.1-2015中7.3.5的规定进行测试。 7.13MPD 响应度 按 GB/T 24365-2009
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